利用UML序列圖設(shè)計(jì)Java應(yīng)用程序詳解

2019-11-18 12:20:06

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供稿：網(wǎng)友

　　java應(yīng)用程序由許多類所構(gòu)成，是Java實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο髴?yīng)用程序的核心。類圖主要描述Java應(yīng)用程序中各種類之間的相互靜態(tài)關(guān)系，如類的繼續(xù)、抽象、接口以及各種關(guān)聯(lián)。要利用UML設(shè)計(jì)Java應(yīng)用程序，僅僅使用類圖來描述這些靜態(tài)關(guān)系，利用可視化工具，要實(shí)現(xiàn)Java應(yīng)用程序的代碼自動(dòng)生成，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們還必須描述各種類相互之間的協(xié)作關(guān)系、動(dòng)態(tài)關(guān)系，如時(shí)間序列上的交互行為。其中UML序列圖就是用來描述類與類之間的方法調(diào)用過程（或消息發(fā)送）是如何實(shí)現(xiàn)的。
　　本文通過一個(gè)具體的應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程，具體說明了利用UML序列圖設(shè)計(jì)Java應(yīng)用程序，使得開發(fā)過程標(biāo)準(zhǔn)化、可視化，代碼編程簡單化。
　　我們要設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序FlooringClient是用來計(jì)算在一定面積的表面上貼上規(guī)格化的地板磚或墻紙所需要的地板磚或墻紙材料的長度和價(jià)錢。該程序涉及到三個(gè)類：FlooringClient、Surface以及Floor。其各自的類圖以及程序代碼分別如下
　　　利用UML序列圖設(shè)計(jì)Java應(yīng)用程序詳解（圖一）

　　/*
　　
　　* FlooringClient.java
　　
　　*
　　
　　*/
　　
　　class FlooringClient {
　　
　　public static void main(String[] args){
　　
　　Surface theSurface=new Surface("Margaret's Floor",5,6);
　　
　　Flooring theFlooring=new Flooring("Fitted carpet",24.50,5);
　　
　　double noOfMeters=theFlooring.getNoOfMeters(theSurface);
　　
　　double PRice=theFlooring.getTotalPrice(theSurface);
　　
　　System.out.println("You need "+noOfMeters+" meters,price$ "+price);
　　
　　}
　　
　　}
　　
　　　利用UML序列圖設(shè)計(jì)Java應(yīng)用程序詳解（圖二）

　　/*
　　* Surface.java
　　*
　　*/
　　class Surface {
　　
　　private String name; // for identification purposes
　　
　　private double length;
　　
　　private double width;
　　
　　public Surface(String initName, double initLength, double initWidth) {
　　
　　name = initName;
　　
　　length = initLength;
　　
　　width = initWidth;
　　
　　}
　　
　　public String getName() {
　　
　　return name;
　　
　　}
　　
　　public double getLength() {
　　
　　return length;
　　
　　}
　　
　　public double getWidth() {
　　
　　return width;
　　
　　}
　　
　　public double getArea() {
　　
　　return width * length;
　　
　　}
　　
　　public double getCircumference() {
　　
　　return 2 * (length + width);
　　
　　}
　　
　　}
　　
　　　利用UML序列圖設(shè)計(jì)Java應(yīng)用程序詳解（圖三）

　　/*
　　
　　* Flooring.java
　　
　　*
　　
　　*/
　　
　　class Flooring {
　　
　　private static final double limit = 0.02; // limit for one more width
　　
　　private String name; // for identification purposes
　　
　　private double price; // price per meter
　　
　　private double widthOfFlooring; // meter
　　
　　public Flooring(String initName, double initPrice, double initWidth) {
　　
　　name = initName;
　　
　　price = initPrice;
　　
　　widthOfFlooring = initWidth;
　　
　　}
　　
　　public String getName() {
　　
　　return name;
　　
　　}
　　
　　public double getPricePerM() {
　　
　　return price;
　　
　　}
　　
　　public double getWidth() {
　　
　　return widthOfFlooring;
　　
　　}
　　
　　/*
　　
　　* We are going to calculate the amount which is needed to cover one surface.
　　
　　* The flooring is always placed crosswise relative to the length of the surface.
　　
　　* If you want to find the amount the other way, you have to change
　　
　　* width and length in the surface argument.
　　
　　*/
　　
　　public double getNoOfMeters(Surface aSurface) {
　　
　　double lengthSurface = aSurface.getLength();
　　
　　double widthSurface = aSurface.getWidth();
　　
　　int noOfWidths = (int)(lengthSurface / widthOfFlooring);
　　
　　double rest = lengthSurface % widthOfFlooring;
　　
　　if (rest >= limit) noOfWidths++;
　　
　　return noOfWidths * widthSurface;
　　
　　}
　　
　　public double getTotalPrice(Surface aSurface) {
　　
　　return getNoOfMeters(aSurface) * price;
　　
　　}
　　
　　}
　　　利用UML序列圖設(shè)計(jì)Java應(yīng)用程序詳解（圖四）

　　以上三個(gè)類之間的類圖關(guān)系可以表示為如下圖：
　　　利用UML序列圖設(shè)計(jì)Java應(yīng)用程序詳解（圖一）

　　以下我們來具體分析類FlooringClient是如何發(fā)送消息給其它類，而實(shí)現(xiàn)方法的調(diào)用過程。并如何用UML序列圖來描述這一序列過程。
　　一、getNoOfMeters()方法
　　讓我們來看看是如何發(fā)送消息getNoOfMeters()的。對(duì)象Flooring要計(jì)算出需要多少米的材料才能貼滿一定面積的表面，就需要對(duì)象Flooring與對(duì)象Surface之間相互作用。
　　FlooringClient通過發(fā)送消息給getNoOfMeters()對(duì)象Flooring，在getNoOfMeters()方法的代碼中，F(xiàn)looring又發(fā)送消息給Surface而得到length和width。
　　以上過程用UML序列圖描述如下圖：
　　　利用UML序列圖設(shè)計(jì)Java應(yīng)用程序詳解（圖五）

　　UML序列圖描述了消息是如何在給對(duì)象間發(fā)送的。下面我們來具體解釋以上UML序列圖的含義，通過上述序列圖，我們得知有以下8個(gè)過程：
　　1.　　　FlooringClient新建一個(gè)對(duì)象theSurface
　　2.　　　FlooringClient新建一個(gè)對(duì)象theFlooring
　　3.　　　FlooringClient發(fā)送一個(gè)消息給對(duì)象theFlooring，并以theSurface為變量
　　4.　　　theFlooring發(fā)送一個(gè)消息getLength()給theSurface
　　5.　　　theSurface發(fā)送一個(gè)回應(yīng)給theFlooring
　　6.　　　theFlooring發(fā)送一個(gè)消息getWidth ()給theSurface
　　7.　　　theSurface發(fā)送一個(gè)回應(yīng)給theFlooring
　　8.　　　theFlooring發(fā)送一個(gè)回應(yīng)給FlooringClient
　　
　　二、getTotalPrice()方法
　　在FlooringClient程序中，我們有如下語句：
　　double price=theFlooring.getTotalPrice(theSurface);
　　
　　getTotalPrice()方法為：
　　
　　public double getTotalPrice(Surface aSurface) {
　　
　　return getNoOfMeters(aSurface) * price;
　　
　　}
　　該過程用UML序列圖描述如下圖
　　　利用UML序列圖設(shè)計(jì)Java應(yīng)用程序詳解（圖六）

　　三、同一個(gè)類的兩個(gè)對(duì)象之間的交互
　　一個(gè)對(duì)象可以與同一個(gè)類的另一個(gè)對(duì)象交互從而完成程序所規(guī)定的任務(wù)。假如我們?cè)赟urface類中增加一個(gè)比較面積的方法。程序代碼為：
　　public int compareAreas(Surface theOtherSurface){
　　
　　final double precision=0.00001;
　　
　　double area1=getArea();
　　
　　double area2=theOtherSurface.getArea();
　　
　　if (Math.abs(area2-area1)　　
　　else if(area1>area2) return –1;
　　
　　else return 1;
　　
　　}
　　在主程序FlooringClient中，我們可以實(shí)現(xiàn)如下代碼
　　Surface surface1=new Surface("A",5,4);
　　
　　Surface surface2=new Surface("B",4,4);
　　
　　Int result=surface1.compareAreas(surface2);
　　
　　If (result<0) System.out.println(surface1.getName()+"is the smaller one");
　　
　　else If (result>0) System.out.println(surface2.getName()+"is the smaller one");
　　
　　else System.out.println("The surface has the same area");
　　從以上程序中可以看出，surface1與surface2發(fā)生交互從而得到結(jié)果result。首先它計(jì)算出自己的面積，然后計(jì)算出surface2的面積，最后再比較它們兩個(gè)之間的面積的大小。
　　以上過程用UML序列圖可以描述為下圖：
　　利用UML序列圖設(shè)計(jì)Java應(yīng)用程序詳解（圖七）